二光的本质之争VIP专享VIP免费

第二十章光的波动性第二十章光的波动性（高中第三册（高中第三册P.23P.23））光到底是什么？这个问题早就引起了人们的注意，不过在很长的时期内对它的认识却进展得很慢，直到17世纪才明确地形成了两种学说：一种是牛顿主张的微粒说，认为光是从光源发出的一种物质微粒，在均匀的介质中以一定的速度传播；另一种是波动说，是跟牛顿同时代的荷兰物理学家惠更斯（1629-1695）提出的，认为光是在空间中传播的某种波。微粒说和波动说都能解释一些淘现象，但又不能解释当时观察到的全部光的现象。由于早期的波动说不能用数学作严格的表达和分析，再另上牛顿在物理学界的威望，微粒学一直占了上风。到了19世纪初，人们在实验中观察到了光的十涉和衍射现象，这是波的特征，不能用微粒说解释，因而证明了波动说的正确性。19世纪60年代，麦克斯韦预言了电磁波的存在，并认为光也是一种电磁波。以后，赫兹在实验中证实了这种假说，这样，光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步，取得了巨大的成功。但是，19世纪末又发现了新的现象——光电效应，这种现象用波动说无法解释。爱因斯坦于20世纪初提出了光子说，认为光具有粒子性，从而解释了光电效应。不过，这里所说的光子完全不同于牛顿所说的“微粒”。现在人们认识到，光既具有波动性，又具有粒子性。思考题思考题1、光的微粒说与波动说各自的主要论点是什么？2、试述托马斯·杨对光学的主要贡献。3、菲涅耳对于干涉和衍射的研究有哪些特点？4、对于光的微粒性，爱因斯坦与牛顿的“微粒”有何不同。光的本质之争光的本质之争•古代对光的认识•光的波动说与微粒说的交锋•光的波粒二象性从古代起从古代起,,人们就开始思考光的本性问题人们就开始思考光的本性问题..最初的最初的一些假说既幼稚又含混一些假说既幼稚又含混..亚里士多德亚里士多德认为认为,,光是从眼睛里发射出来的某种东西光是从眼睛里发射出来的某种东西..毕达哥拉斯毕达哥拉斯学派学派则主张则主张,,光是由媒质以太以某种方式传光是由媒质以太以某种方式传播．播．十七世纪中，主张十七世纪中，主张波动说波动说的主要有的主要有笛卡儿笛卡儿、、格里马第格里马第、、惠更斯惠更斯和和胡克胡克等人，主张等人，主张微粒说微粒说的有的有牛顿牛顿，他们对光的波动，他们对光的波动说和微粒说进行了研究与发展．说和微粒说进行了研究与发展．关于光的本质问题，关于光的本质问题，笛卡儿笛卡儿在他在他《方法论》《方法论》的三个附的三个附录之一录之一《折光学》《折光学》中提出了两种假说．一种假说认为，中提出了两种假说．一种假说认为，光是光是类似于微粒的一种物质类似于微粒的一种物质；另一种假说认为；另一种假说认为光是一种以“以光是一种以“以太”为媒质的压力太”为媒质的压力．虽然笛卡儿更强调媒介对光的影响和作．虽然笛卡儿更强调媒介对光的影响和作用，但他的这两种假说已经为后来的微粒说和波动说的争论用，但他的这两种假说已经为后来的微粒说和波动说的争论埋下了伏笔．埋下了伏笔．格里马第格里马第（（FrancescoMariaGrimaldi,1FrancescoMariaGrimaldi,1618-1663618-1663））最早明确提出光的波动说．他令百叶窗透过最早明确提出光的波动说．他令百叶窗透过来一束光照在小棍上，得到较宽的带色彩的影子，他称之来一束光照在小棍上，得到较宽的带色彩的影子，他称之为“为“衍射衍射”．由衍射现象格里马第发现”．由衍射现象格里马第发现光线并不沿着直线光线并不沿着直线传播传播，他设想，光是一种作，他设想，光是一种作波浪状运动波浪状运动的的精细流体精细流体，这种，这种流体能以极大但有限的速度漫射，通过透明体；衍射现象流体能以极大但有限的速度漫射，通过透明体；衍射现象中的色带就如同一块投入水中所形成的圆形波纹．由于是中的色带就如同一块投入水中所形成的圆形波纹．由于是波浪式的流体，影子的边缘就必然是模糊和有影像的；碰波浪式的流体，影子的边缘就必然是模糊和有影像的；碰到障碍物时，就像水波一样会绕过去．到障碍物时，就像水波一样会绕过去．16631663年，英国科学家年，英国科学家波义耳波义耳提出了物体的...